JPH0544099A - 電気めつき用の電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設定ミスをなくし、同一製品の金属皮膜層の
品位の再現性を向上させ、条件設定の時間を短縮して作
業効率の良い電気めっき用電源装置を提供する。 【構成】 製品の素地上に防錆、電導性、耐熱性等の機
能を有する金属被膜を生成するのに必要な電解条件の直
流またはパルス等の電流、電圧を設定してその制御を行
う電気めっき用の電源装置１０において、前記電解条件
のデーターを表示・書込みする設定手段、それに基づく
出力値を計算する演算処理手段を備えた表示設定部１３
と、前記演算処理された条件値で出力部を制御する出力
制御部と、直流またはパルス等の電流・電圧の設定値を
出力する出力部１１と、前記表示設定部１３で設定した
電解条件データーを製品別に登録保存・読み出しするメ
モリー部とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製品の素地上に金属皮
膜を生成する電解条件値を設定出力する電気めっき用の
電源装置に係り、更に詳細には、製品の素地上に金属皮
膜を施す際に、前回設定した前記製品の電解条件データ
を登録保持するメモリー部から読み出し表示する表示設
定部を備え、この表示データで電解条件値を演算処理
し、前回の金属皮膜成形と同一電解条件値で出力部を制
御して前回の金属皮膜層と同品位の皮膜層を形成する電
源装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気めっきは、めっきしようとする金属
の塩類を含む水溶液中に被めっき金属素地をカソードと
して挿入し、適当なアノードとの間に適切な電解条件で
制御する電源装置から出力させた直流又はパルス電流を
通し、水溶液中の金属イオンをカソード面上に金属とし
て還元析出させて素地上に所要の結晶を成形することに
よって金属のめっき皮膜を形成する。近来、上述した電
気めっきに用いる電解条件で制御される電源装置は、生
産の合理化、原価の低減、品位の均一安定性及び作業の
効率化の要求に伴い、電源装置が具備する波形、電力効
率、電圧変動率等の本来の機能の他に、電圧・電流の無
段階調整機能、電圧・電流の調整装置の小形化・遠隔操
作機能、及び装置の自動化などの条件を備えた電源装置
が強く要求される傾向にある。そして、電気めっきにお
いては、ファラデーの法則が示す通り、電極で反応する
物質量と電気量とは比例する。従って、電気めっきにお
いては、電流×時間を原則として制御することになる
が、電流値が低いとめっき斑が生じたりする場合には、
パルス的に電流を流して均等にメッキが行なえるように
制御する場合もある。また、製品がめっき槽内に徐々に
進入して出ていく場合には、定電流制御を行うと製品が
部分的にしかめっき槽に浸漬していない場合には電流密
度が高くなるので、電圧制御を行うなど、製品の条件に
よって最適の条件でめっきができるように条件設定を行
う必要がある。更に、半導体装置分野に於いても、金属
皮膜層を形成する需要が増加し、また、半導体装置の高
集積化が進み金属皮膜層形成の高速化、膜圧の均一化、
密着性など金属皮膜層の高信頼性及び皮膜特性の向上が
求められている。従来、製品の素地上に防錆、電導性、
耐熱性等の機能を有する金属被膜を生成する際に、金属
素地・被覆金属・負荷めっき浴等のめっき条件によって
製品毎に電解条件を設定し出力する電源装置は、直流電
流制御・電圧制御とパルス電圧制御・電流制御と平均値
とピーク値を適切に選定するモード部と該モードに対応
した出力値やパルスのｏｎ−ｔｉｍｅ、ｏｆｆ−ｔｉｍ
ｅの電解条件値を設定する設定部と設定条件値の直流・
パルスを出力する入出力部などを具備して構成されてい
るのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術で構成されたこの種の電源装置では、１品種また
は２品種の製品の電解条件値しか設定保持出来ないの
で、製品素地の表面にめっき被膜層を形成した後、その
都度、製品の電解条件を別の記録台帳などに書写してか
ら新たな処理製品の電解条件値の電流等を手操作で設定
を行っていた。従って、過去に行った製品の金属被膜層
を再度形成する際には、金属被膜の形成の電解条件を書
写した台帳などから捜して手操作で設定するか、もしく
は設定した値で金属被膜層を形成し、その被膜層の検査
を行い、所要の金属被膜層を得るまで設定値の変更を繰
り返す試験めっきを行って最適値を見出して設定しなけ
ればならなかった。さらに、パルスめっきの場合の電流
値設定においては、ピーク電流値で設定していたので電
解に必要な平均電流値はパルス比で別途に計算した値を
設定値としていたので、新たな製品の電解条件の設定に
時間がかかっていた。したがって、電解条件の設定作業
の効率が悪く、設定ミスや計算ミスが発生し、膜厚の均
一性や品位の再現性及び安定性に欠ける問題点があっ
た。本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、
前記問題点を除去して設定ミスをなくし、同一製品の金
属皮膜層の品位の再現性を向上させ、条件設定の時間を
短縮して作業効率の良い電気めっき用電源装置を提供す
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項第
１項記載の電気めっき用の電源装置は、製品の素地上に
防錆、電導性、耐熱性等の機能を有する金属被膜を生成
するのに必要な電解条件の直流またはパルス等の電流、
電圧を設定してその制御を行う電気めっき用の電源装置
であって、前記電解条件のデーターを表示・書込みする
設定手段、それに基づく出力値を計算する演算処理手段
を備えた表示設定部と、前記演算処理された条件値で出
力部を制御する出力制御部と、直流またはパルス等の電
流・電圧の設定値を出力する出力部と、前記表示設定部
で設定した電解条件データーを製品別に登録保存・読み
出しするメモリー部とを有して構成されている。

【０００５】請求項第２項記載の電気めっき用の電源装
置は、請求項第１項記載の装置において、演算処理手段
には、パルスめっきの電流設定値をパルスＯＮ時間とパ
ルスＯＦＦ時間によって自動的にピーク電流を計算し、
設定された値の平均値を出力させる演算部を備えて構成
されている。

【０００６】請求項第３項記載の電気めっき用の電源装
置は、請求項第１項記載の装置において、メモリー部に
は、製品別に使用モード、電流、電圧、スローアップ・
スローダウン、パルスＯＮ時間・パルスＯＦＦ時間、積
算電流計のプリセット値等の電解条件の設定データーが
記憶されて構成されている。

【０００７】請求項第４項記載の電気めっき用の電源装
置は、請求項第１項記載の装置において、前記電源装置
には、負荷電圧または電流を基準に設定した良好なめっ
き状態の範囲を設定し、前記負荷電圧または電流が前記
範囲を外れた場合にアラームを出力する負荷状態監視プ
ログラムを備えて構成されている。

【０００８】請求項第５項記載の電気めっき用の電源装
置は、請求項第１項記載の装置において、電源装置には
積算電流計を備え、該積算電流から薬液注入バルブの操
作の出力制御を行いめっき液濃度を維持するめっき液濃
度維持手段が設けられて構成されている。

【０００９】そして、請求項第６項記載の電気めっき用
の電源装置は、請求項第１項記載の装置において、表示
設定部には外部装置からデーターの呼び出し、移送そし
て出力制御を行う通信手段を備えて構成されている。

【００１０】

【作用】請求項第１項記載の電気めっき用の電源装置
は、電解条件データーを製品別に登録保存・読み出しす
るメモリー部と、該電解条件のデーターを表示・書込み
する設定手段、それに基づく出力値を計算する演算処理
手段を備えているので、種々の製品に合わせて電解条件
データーを書込み、必要な演算処理を行い、製品毎にそ
の条件をメモリー部に書き込むことができる。これによ
って製品に最適な条件を記憶させておくことが可能とな
る。前記出力制御部においては、前記演算処理された結
果に基づいて出力部を制御するので、常に製品毎に設定
された条件の直流、パルスを流すことができる。

【００１１】請求項第２項記載の電気めっき用の電源装
置においては、演算処理手段には、パルスめっきの電流
設定値をパルスＯＮ時間とパルスＯＦＦ時間によって自
動的にピーク電流を計算し、設定された値の平均値を出
力させる演算部を備えているので、従来の如く、電流設
定値を一定にさせるように、パルスＯＮ時間とパルスＯ
ＦＦ時間からピーク値を算出する手順を省略することが
できる。

【００１２】請求項第３項記載の電気めっき用の電源装
置においては、メモリー部には、製品別に使用モード、
電流、電圧、スローアップ・スローダウン、パルスＯＮ
時間・パルスＯＦＦ時間、積算電流計のプリセット値等
の電解条件の設定データーが記憶されているので、従来
の如く、これらをメモ書きを見て、デジタルスイッチ等
を操作する手順を省略でき、簡単な手順でこれらの条件
を製品毎瞬時に設定できるという作用を有する。

【００１３】請求項第４項記載の電気めっき用の電源装
置には、負荷電圧または電流を基準に設定した良好なめ
っき状態の範囲を設定し、前記負荷電圧または電流がこ
の設定範囲外になった場合にアラームを出力する負荷状
態監視プログラムを備え、例えば、正常なメッキ状態で
の電圧、電流の値をサンプリングし、その値を中心に設
定された上限、下限の範囲（３〜１０％）で監視を行っ
ている。なお、電圧、電流のサンプリングは電源装置が
自動的にサンプリングすることができる。従って、定電
流でめっきを行う場合に、通電状態やめっき液の流量な
どのめっき条件が変わって電圧が一定範囲を逸した場合
には、アラームを発することができるし、更には定電圧
でめっきを行った場合に電流が一定範囲を逸した場合に
は、アラームを発することができるので、めっき斑、め
っきやけ、めっき厚不良（薄い）等を防止できる。

【００１４】請求項第５項記載の電気めっき用の電源装
置においては、ファラデーの法則から積算電流の分だけ
めっき液中の金属がめっき液から析出したことになり、
めっき液が薄くなるので、電源装置には積算電流計を備
え、該積算電流から薬液注入バルブの操作の出力制御を
行いめっき液濃度を維持するめっき液濃度維持手段が設
けられている。これによって、常時一定の範囲の濃度を
有するめっき液を確保できる。

【００１５】請求項第６項記載の電気めっき用の電源装
置においては、表示設定部には外部装置からデーターの
呼び出し、移送そして出力制御を行う通信手段を備えて
いるので、例えば外部パソコンを使用して、これらの電
気めっき用の電源装置を制御することができる。従っ
て、複数の電気めっき用の電源装置を同時に制御する場
合には集中制御を行うことができる。

【００１６】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例にかかる電気めっ
き用の電源装置のブロック図、図２は同電気めっき用の
電源装置の表面パネル図、図３は同電気めっき用の電源
装置の概略構成図、図４は動作を示すフロー図である。

【００１７】図１及び図３に示すように、本発明の一実
施例に係る電気めっき用の電源装置１０は、交流電源を
入力とし直流を出力する出力部１１と、該出力部１１に
連結される出力制御部１２と、データー設定と演算及び
通信を行う表示設定部１３とを有して構成されている。
以下、これらについて詳しく説明する。前記出力部１１
は交流電圧を降圧するトランス、該降圧された交流を直
流に直す整流部、整流された脈流を平滑化するコンデン
サー、及び該平滑化された直流を制御する並列接続され
たパワーＭＯＳ−ＦＥＴを有してなり、該パワーＭＯＳ
−ＦＥＴを制御して出力を直流、パルス化し、更には電
圧あるいは電流の制御を行っている。

【００１８】そして、前記出力部１１には、電流検出部
及び電圧検出部を有し、それぞれＡＤ変換器１４によっ
てデジタル変換し、インターフェイス回路１５を介して
出力制御部１２のＣＰＵ１６に検出データーを送れるよ
うになっている。前記ＣＰＵ１６には該ＣＰＵ１６の実
行プログラムが記録されたＲＯＭ１７と、必要に応じて
データーの記憶を行うＲＡＭ１８が接続されていると共
に、デュアルポートＲＡＭ１９も接続されている。該デ
ュアルポートＲＡＭ１９は、該ＣＰＵ１６からも読み書
込みが行なえると共に前記表示設定部１３のＣＰＵ２０
からもデーターの読み書きが行なえる構造となってい
る。そして、前記ＣＰＵ１６には、インターフェイス回
路１５を介してＤＡ変換器２１と、アンプ２２が接続さ
れて、前記ＣＰＵ１６によって演算処理した電流あるい
は電圧条件によって前記出力部１１を駆動できるように
なっていると共に、アンプ２３を介してめっき液注入の
オンオフを行う電磁バルブ２４が接続されている。

【００１９】一方、前記ＣＰＵ２０には、該ＣＰＵ２０
の実行命令を記憶したＲＯＭ２５が、及び一時的にデー
ターの記憶を行うＲＡＭ２６が設けられている。そし
て、該ＣＰＵ２０に接続される前記ＲＯＭ２５には、め
っき条件のデーターを書込み設定する手段と、それに基
づく出力値を演算する演算処理手段とのプログラムが記
載され、更に前記ＣＰＵ２０には、インターフェイス回
路２７、ＲＳ４２２Ａ端子２８を介して外部パソコン２
９が連結できるようになっていると共に、図２に示すよ
うに、操作パネル表示３０及び各種入力キーが連結され
ている。前記パネル表示部３０は液晶グラフィクモジュ
ールを使用し、日本語表示を行っている。

【００２０】前記出力部１１を介して行うめっき条件
は、定電流制御で行う場合にはその電流設定値、定電圧
制御で行う場合には電圧設定値、パルスオン時間、パル
スオフ時間、スローアップ、スローダウン等を予め設定
でき、これらを組合せた品種を２５０以上登録可能なメ
モリー部を備えている。なお、このメモリー部は前記し
たＲＡＭ１８、１９または２６の何れかを使用しても良
いし、別に設けても良い。従って、前記条件を組み合わ
せて直流出力のスローアップ、スローダウン及びパルス
出力のスローアップ、スローダウンも行なえるようにな
っている。更には、電源の異常を監視するため、前記電
流検出部及び電圧検出部の出力と、設定された電流及び
電圧を比較してアラームを発生するようになっており、
負荷電圧及び電流の条件に応じて短絡、開放、電圧異
常、電流異常に区分し、これらを日本語にて前記パネル
表示部３０に表示するようになっている。また、各めっ
き槽には温度センサー３１が配置され、ＡＤ変換器３２
を介してデジタル信号でＣＰＵ１６に入力され、設定温
度を越えると温度異常のアラームを発するようになって
いる。

【００２１】図２には前記電気めっき用の電源装置１０
のパネル表示部３０及び入力キーを示すが、３３は電源
ブレーカーを、３４はＭＡＩＮ、ＳＵＢの切替えを行う
段替ボタンを、３５はめっきのスタート／ストップボタ
ンを、３６はデーターの設定を行う場合に押す設定ボタ
ンを、３７はメモリー部のデーターの設定及び呼出を行
う場合に押す編集ボタンを、３８はデーター設定の終わ
りにこのボタンを押すと新しく設定されたデーターに元
に演算を行い出力制御部１２に伝える書込みボタンを、
３９は製品名設定等に用いる機能ボタンを、４０はデー
ター設定中に押すと変更されているデーターを全部破棄
して元の設定値に戻すリセットボタンを、４１はデータ
ー設定を行う場合に目的の数字に合わせるＵＰ・ＤＯＷ
Ｎボタンを、４２は該ＵＰ・ＤＯＷＮボタン４１の速度
を早める高速ボタンを示す。そして、４３は出力電流
を、４４は出力電圧を示す。

【００２２】図３には、更に前記メモリー部の動作を分
かりやすく説明した図面であるが、メイン表示部４５及
びサブ表示部４６には５種類のモード（例えば、直流
電圧制御、直流電流制御、パルス電圧制御、パル
ス電流制御（平均値表示）、パルス電流制御（ピーク
値表示））が記載でき、これらの一つを選択してその条
件を設定できるようになっている。そして、製品名、前
記ボタンを操作して電流設定、電圧設定、パルスのオン
オフ時間設定、スローアップ、スローダウン時間、電圧
制御をしている場合の最大電流を制限する電流リミッ
ト、電流制御を行っている場合の最大電圧を制限する電
圧リミット、電流の積算値等を任意に設定できるように
なっている。

【００２３】そして、これらのデーターを製品毎にメモ
リー部に２５２種類以上登録でき、更には、これらのデ
ーターをメイン表示部４５及びサブ表示部４６に呼び出
すことができるようになっている。そして、メイン表示
部４５に表示された条件データーとサブ表示部４６に表
示されたデーターは、段替ボタン３４を押すことによっ
て瞬時に交換することができるようになっている。

【００２４】従って、該電気めっき用の電源装置１０の
動作を図４に基づいて説明すると、スタート／ストップ
ボタンの信号あるいはラインのシーケンサーからの信号
によってめっき開始の信号があると（ステップａ）、メ
イン表示部４５の条件を選定して（ステップｂ）、めっ
きを行う（ステップｃ）。次に、電圧、電流、めっき槽
の温度等が設定値以内であるか否かを順次に判別し（ス
テップｄ）、これらの条件が設定値以内である場合に
は、積算電流計がプリセット値に達したか否かを判断す
る（ステップｅ）。ここで、積算電流とめっき液中から
金属となったイオン量とは比例するので、ＹＥＳの場合
には前記電磁バルブ２４を開いて不足分のめっき液を補
充し（ステップｆ）、積算電流計を０にリセットする
（ステップｇ）。前記積算電流計がプリセット値に達し
ない場合には、更にめっきを続け、ラインのシーケンサ
ーまたはスタート／ストップボタンの信号があったか否
かを判断して（ステップｈ）、ＹＥＳの場合には一めっ
き工程が終了し、ＮＯの場合には、更にステップｃに戻
って、めっきを継続する。なお、前記ステップｄの場合
にＮＯの場合にはアラームを発する（ステップｉ）。

【００２５】なお、前記ＲＯＭ２５の書き込まれている
演算処理手段にはパルスめっきを行う場合に、パルスめ
っきの電流設定値をパルスＯＮ時間とパルスＯＦＦ時間
によって自動的にピーク電流を計算し、設定された値の
平均値を出力させる演算処理手段のプログラムを備えて
いる。これによって、従来オペレーターが手動によって
算出していた平均電流値を自動的に計算できる。また、
該電気めっき用の電源装置１０には図１に示すようにＲ
Ｓ４２２Ａ端子を備えているので、外部パソコン２９か
ら指令を受けて内部のデーターの書込みを行うことがで
きる。従って、複数のめっき槽を同時に制御する場合に
は、前記外部パソコン２９に複数の電気めっき用の電源
装置１０を接続すれば、複数のめっき槽を制御できる。

【００２６】

【発明の効果】請求項第１項記載〜第６項記載の電気め
っき用の電源装置は、以上の説明からも明らかなよう
に、電源装置の内部に製品別にめっき条件設定データー
を記憶保持するメモリー部を備えているから過去に行っ
た製品の条件データーをメモリー部から選択表示できる
ので条件設定を容易に行うことができる。また、めっき
条件の設定ミスを防止し、過去に行った製品と同一品位
のめっきを形成する再現性が向上する効果がある。そし
て、表示設定部には演算処理機能を具備しているので、
例えば、パルスめっきの場合、電流値の設定が平均電流
密度で処理ができるのでパルス比による設定値の変更が
必要なく、且つ、パルス比での計算が必要ないので設定
作業の効率が向上する効果がある。更に、負荷に流れる
電圧、電流の監視機能を具備し、通電状態やめっき液の
流量等のめっき条件が変化してもアラームによって知る
ことができるので、めっき斑、めっきやけ、めっき厚み
の不良等を防止できる。特に、外観検査（目視検査）だ
けでは発見することが難しいめっき厚の不良の防止には
多大の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電気めっき用の電源装
置のブロック図である。

【図２】同電気めっき用の電源装置の表面パネル配置図
である。

【図３】同電気めっき用の電源装置の概略構成図であ
る。

【図４】動作を示すフロー図である。

【符号の説明】

１０ 電気めっき用の電源装置 １１ 出力部 １２ 出力制御部 １３ 表示設定部 １４ ＡＤ変換器 １５ インターフェイス回路 １６ ＣＰＵ １７ ＲＯＭ １８ ＲＡＭ １９ デュアルポートＲＡＭ ２０ ＣＰＵ ２１ ＤＡ変換器 ２２ アンプ ２３ アンプ ２４ 電磁バルブ ２５ ＲＯＭ ２６ ＲＡＭ ２７ インターフェイス回路 ２８ ＲＳ４２２Ａ端子 ２９ パソコン ３０ パネル表示部 ３１ 温度センサー ３２ ＡＤ変換器 ３３ 電源プレーカー ３４ 段替ボタン ３５ スタート／ストップボタン ３６ 設定ボタン ３７ 編集ボタン ３８ 書込みボタン ３９ 機能ボタン ４０ リセットボタン ４１ アップダウンボタン ４２ 高速ボタン ４３ 出力電流表示部 ４４ 出力電圧表示部 ４５ メイン表示部 ４６ サブ表示部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製品の素地上に防錆、電導性、耐熱性等
   の機能を有する金属被膜を生成するのに必要な電解条件
   の直流またはパルス等の電流、電圧を設定してその制御
   を行う電気めっき用の電源装置であって、 前記電解条件のデーターを表示・書込みする設定手段、
   それに基づく出力値を計算する演算処理手段を備えた表
   示設定部と、 前記演算処理された条件値で出力部を制御する出力制御
   部と、 直流またはパルス等の電流・電圧の設定値を出力する出
   力部と、 前記表示設定部で設定した電解条件データーを製品別に
   登録保存・読み出しするメモリー部とを有してなること
   を特徴とする電気めっき用の電源装置。
2. 【請求項２】 前記演算処理手段には、パルスめっきの
   電流設定値をパルスＯＮ時間とパルスＯＦＦ時間によっ
   て自動的にピーク電流を計算し、設定された値の平均値
   を出力させる演算部を備えている請求項第１項記載の電
   気めっき用の電源装置。
3. 【請求項３】 前記メモリー部には、製品別に使用モー
   ド、電流、電圧、スローアップ・スローダウン、パルス
   ＯＮ時間・パルスＯＦＦ時間、積算電流計のプリセット
   値等の電解条件の設定データーが記憶されている請求項
   第１項記載の電気めっき用の電源装置。
4. 【請求項４】 前記電源装置には、負荷電圧または電流
   を基準に設定した良好なめっき状態の範囲を設定し、前
   記負荷電圧または電流が前記範囲を外れた場合にアラー
   ムを出力する負荷状態監視プログラムを備えている請求
   項第１項記載の電気めっき用の電源装置。
5. 【請求項５】 前記電源装置には、積算電流計を備え、
   該積算電流から薬液注入バルブの操作の出力制御を行い
   めっき液濃度を維持するめっき液濃度維持手段が設けら
   れている請求項第１項記載の電気めっき用の電源装置。
6. 【請求項６】 前記表示設定部には、外部装置からデー
   ターの呼び出し、移送そして出力制御を行う通信手段を
   備えている請求項第１項記載の電気めっき用の電源装
   置。